面向可持续超高层建筑的轻型智能空中施工机械关键技术与应用

《Scientific Reports》：Key technologies and application of a lightweight intelligent aerial construction machine for sustainable super-high-rise building

　　

摘要

建筑业的碳中和转型与数字化转型正日益增加对超高层建筑施工低碳、高效设备系统的需求。传统重型一体化平台通常依赖庞大的支撑体系、大量的钢材消耗、人工检查以及有限的闭环数字反馈，这限制了它们对不规则核心筒布局和多变施工条件的适应性。本研究开发并验证了一种用于超高层建筑施工的轻量化智能空中施工机械。所提出的系统集成了多点小行程电液同步提升系统、可拆卸的“贝雷架 + 钢桁架”钢平台、模块化预制安装以及基于数字孪生的运维平台。利用代表性楼层周期数据以及美团上海技术中心和武汉泰康金融中心的实际项目应用进行了工程验证。与传统重型一体化平台相比，单根支撑柱重量从 30 吨降至 5 吨，钢平台消耗量从 0.5 吨/平方米降至 0.2 吨/平方米，设备总重量从约 900 吨降至 230 吨。代表性楼层周期记录显示，顶升时间减少了 50% 以上，同时模块化安装将安装周期从 45 天缩短至 25 天，并将构件周转率从约 30% 提高至 80% 以上。这些结果表明，轻量化结构设计、智能同步提升和模块化组装可以共同提高超高层建筑施工的安全性、适应性和资源效率。